CN108583889A - 一种无人机机载气动抛网装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人机机载气动抛网装置，属于无人机拦截技术领域，解决了现有技术中无人机网枪安全性差、高压气体发射后所产生的后坐力容易导致无人机失稳的问题。该装置包括固定架、缓冲器、上下移动的触发杆、拦截网、筒体、高压气瓶、蓄力弹簧、撞针和弹性限位件；缓冲器的一端与筒体转动连接，另一端与固定架转动连接，上述筒体与固定架转动连接；筒体的一端设置拦截网，另一端设置高压气瓶，高压气瓶的出气口朝向拦截网；蓄力弹簧和撞针设于高压气瓶与拦截网之间，撞针设有针尖的一端朝向高压气瓶的出气口，另一端抵在蓄力弹簧上；弹性限位件的一端位于撞针中，另一端穿过筒体与触发杆接触。上述装置可用于拦截无人机。

Description

一种无人机机载气动抛网装置

技术领域

本发明涉及一种无人机拦截技术，尤其涉及一种无人机机载气动抛网装置。

背景技术

近年来，随着无人机技术的发展，消费级无人机进入公众的生活，这类无人机成本低廉、获取容易，但也很容易被不法分子利用进行非法侦查、抛洒传单甚至恐怖袭击，给公共安全和社会稳定带来极大隐患。国内外也频频出现机场、大型活动、军事要地被受到无人机侵扰的事件，因此，如何对黑飞无人机进行有效管控已成为世界性难题。目前管控黑飞无人机的手段有电磁干扰、激光拦截等方式，但电磁干扰存在拦截概率低、适用性差等问题，激光拦截存在使用维护为本高、易造成二次伤害等问题。利用无人机搭载抛网装置，对目标进行网式软杀伤拦截是一种管控黑飞无人机的可行方式。

中国实用新型专利CN206031786U公开了一种无人机载网枪，中国实用新型专利CN207050575U公开了一种无人机挂载空中网捕枪，两者均采用使用撞针撞击子弹底部底火，子弹射出，带动抓捕网射出的方式。该方式使用了子弹，属于火工品，使用场合受限，一旦误触发对人员易造成误伤。

中国发明专利申请CN106995059A公开了一种无人机机载网枪装置，靠阀门释放高压气仓的压缩气体推动牵引头抛射纤维网，但是，高压气体发射后所产生的后坐力容易导致无人机失稳。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种无人机机载气动抛网装置，解决了现有技术中无人机网枪安全性差、高压气体发射后所产生的后坐力容易导致无人机失稳的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明公开了一种无人机机载抛网装置，包括固定缓冲组件、触发组件和气动抛网组件；固定缓冲组件包括固定架和缓冲器，触发组件包括上下移动的触发杆，气动抛网组件包括拦截网、筒体、高压气瓶、蓄力弹簧、撞针和弹性限位件；缓冲器的一端与筒体转动连接，另一端与固定架转动连接，筒体与固定架转动连接；筒体的一端设置拦截网，另一端设置高压气瓶，高压气瓶的出气口朝向拦截网；蓄力弹簧和撞针设于高压气瓶与拦截网之间，撞针设有针尖的一端朝向高压气瓶的出气口，另一端抵在蓄力弹簧上；弹性限位件的一端位于撞针中，另一端穿过筒体与触发杆接触。

进一步地，筒体的内壁开设有导向槽，撞针的外周面设有与导向槽配合的导向凸起。

进一步地，气动抛网组件还包括挂载架；筒体挂在挂载架的下端，挂载架分别与固定架和缓冲器转动连接。

进一步地，挂载架包括用于夹紧筒体的上夹具和下夹具；上夹具和下夹具固定连接，上夹具分别与固定架和缓冲器转动连接。

进一步地，触发组件还包括舵机、摇臂和连杆；摇臂的一端与舵机的输出轴固定连接，另一端与连杆的一端转动连接，连杆的另一端与触发杆转动连接。

进一步地，气动抛网组件还包括导向头；导向头固设于筒体的一端，拦截网设于导向头中。

进一步地，气动抛网组件还包括多个牵引头31；牵引头与拦截网的外缘固定连接；当高压气瓶中喷出的高压气体推动牵引头发射后，多个牵引头向远离筒体的轴线方向运动。

进一步地，缓冲器朝向筒体的后端部相对于筒体的中心线向上倾斜设置，倾斜角为45～60°。

进一步地，缓冲器的输出轴上套设有限位环；限位环与输出轴受力滑动连接。

进一步地，气动抛网组件的数量为多个，触发组件的数量为多个，触发组件和气动抛网组件一一对应的方式。

与现有技术相比，本发明有益效果如下：

a)本发明提供的的无人机机载抛网装置中，缓冲器、筒体和固定架之间均为转动连接，三者构成一个可活动的三角形，其中缓冲器作为该三角形的一边，其长度可变，使得缓冲器与筒体的夹角、筒体与固定架的夹角以及缓冲器与固定架的夹角均可变。当气动发射拦截网时，高压气体喷出高压气瓶，在后坐力的作用下，受到不平衡冲量的影响，筒体转动一定角度，使得缓冲器受压，长度变小，缓冲器与筒体的夹角变大，筒体与固定架的夹角变小，从而能够消耗一部分动能，并增加力作用的时间，减少对于无人机飞行姿态稳定性的影响，避免无人机失稳，特别适用于小型无人机。

b)本发明提供的无人机机载抛网装置在拦截无人机的过程中，采用高压气体发射拦截网的方式，软杀伤拦截，不使用子弹，安全可靠，从而保证了使用安全性。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明实施例一的无人机机载气动抛网装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的无人机机载气动抛网装置的剖视图。

图中：1-固定缓冲组件；11-固定架；12-缓冲器；13-限位环；2-触发组件；21-舵机；22-摇臂；23-连杆；24-触发杆；3-气动抛网组件；31-牵引头；32-拦截网；33-导向头；34-筒体；35-后盖；36-高压气瓶；37-蓄力弹簧；38-撞针；39-弹性限位件；310-上夹具；311-下夹具。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

实施例一

本实施例提供了一种无人机机载抛网装置，如图1至2所示，包括固定缓冲组件1、触发组件2和气动抛网组件3。其中，固定缓冲组件包括固定架11和缓冲器12(例如，液压缓冲器或气压缓冲器)，触发组件2包括可上下移动的触发杆24，气动抛网组件3包括拦截网32、筒体34、高压气瓶36、蓄力弹簧37、撞针38和弹性限位件39。缓冲器12的一端与筒体34转动连接，另一端与固定架11转动连接，筒体34与固定架11转动连接；筒体34的一端设置拦截网32，另一端设置高压气瓶36，高压气瓶36的出气口朝向拦截网32；蓄力弹簧37和撞针38设于高压气瓶36与拦截网32之间，撞针38设有针尖的一端朝向高压气瓶36的出气口，另一端抵在蓄力弹簧37上；弹性限位件39的一端位于撞针38中，另一端穿过筒体34与触发杆24接触，从而能够保证撞针38在蓄力弹簧37的作用下不会发生运动刺破高压气瓶。使用时，固定架11与拦截无人机固定连接。

当接收到拦截指令时，触发杆24向下移动，使得弹性限位件39向靠近撞针38方向移动，并进入撞针38的内部，撞针38失去弹性限位件39的限位作用，蓄力弹簧37压力释放，在蓄力弹簧37的作用下迅速撞向高压气瓶36，从而刺破覆盖高压气瓶36的出气口的薄膜，使得高压气体喷出高压气瓶36，设于筒体34一端的拦截网32在高压气体的作用下射出筒体34，从而实现对无人机的拦截。在高压气体喷出高压气瓶36的过程中，缓冲器12能够对高压气体发射后所产生的后坐力起到缓冲作用。

与现有技术相比，本实施例提供的无人机机载抛网装置中，缓冲器12、筒体34和固定架11之间均为转动连接，三者构成一个可活动的三角形，其中缓冲器12作为该三角形的一边，其长度可变，使得缓冲器11与筒体34的夹角、筒体34与固定架11的夹角以及缓冲器12与固定架11的夹角均可变。当气动发射拦截网时，高压气体喷出高压气瓶36，在后坐力的作用下，受到不平衡冲量的影响，筒体34转动一定角度，使得缓冲器12受压，长度变小，缓冲器11与筒体34的夹角变大，筒体34与固定架11的夹角变小，从而能够消耗一部分动能，并增加力作用的时间，减少对于无人机飞行姿态稳定性的影响，避免无人机失稳，特别适用于小型无人机。

此外，上述无人机机载抛网装置在拦截无人机的过程中，采用高压气体发射拦截网的方式，软杀伤拦截，不使用子弹，安全可靠，从而保证了使用安全性。

为了减少撞针38在撞向高压气瓶36的过程中发生晃动，可以在筒体34的内壁开设导向槽，在撞针38的外周面设置与导向槽配合的导向凸起。通过相互配合的导向槽和导向凸起，可以对撞针38的轴向运动起到导向作用，从而减少了撞针38在撞向高压气瓶36的过程中的晃动，避免出现撞针38无法刺破覆盖高压气瓶36的出气口的薄膜的情况。

为了加工方便以及整体结构的稳定性，上述气动抛网组件3还包括挂载架，筒体34挂在挂载架的下端，挂载架分别通过销轴与固定架11和缓冲器12转动连接，也就是说，筒体34通过挂载架分别与固定架11和缓冲器12转动连接。

为了便于更换筒体34，上述挂载架可以为分体式的结构，包括用于夹紧筒体34的上夹具310和下夹具311，两者通过螺钉固定连接，上夹具310分别通过销轴与固定架11和缓冲器12转动连接，筒体34固定设置在上夹具310和下夹具311构成的空间内。当拦截网32发射后，可以通过拧开螺钉，使得上夹具310和下夹具311分离，从而更换筒体34以及拦截网32、高压气瓶36。

为了能够自动控制触发杆24的上下移动，上述触发组件2还可以包括舵机21(例如，电动舵机)、摇臂22和连杆23，摇臂22和连杆23构成曲柄滑块机构。摇臂22的一端通过螺钉与舵机21的输出轴固定连接，摇臂22的另一端通过销轴与连杆23的一端转动连接，连杆23的另一端通过销轴与触发杆24转动连接，通过摇臂22和连杆23将舵机21的转动转换为触发杆24的上下直线运动。采用舵机21与曲柄滑块机构实现触发杆24的上下直线运动，结构简单且传动精度高。可以理解的是，当气动抛网组件3包括上夹具310，舵机21可以固定于上夹具310上。当接收到拦截指令时，舵机21转动，带动摇臂22转动一个角度，通过连杆23的传动，使得触发杆24向下移动，使得弹性限位件39向靠近撞针38方向移动，并进入撞针38的内部，撞针38失去弹性限位件39的限位作用，蓄力弹簧37压力释放，在蓄力弹簧37的作用下迅速撞向高压气瓶36，从而刺破覆盖高压气瓶的出气口的薄膜，使得高压气体喷出高压气瓶36，设于筒体34一端的拦截网32在高压气体的作用下射出筒体34，从而实现对无人机的拦截。

为了能够保证拦截网32的发射方向，上述气动抛网组件3还可以包括导向头33，导向头33固设于筒体34的一端，拦截网32设于导向头33中。在拦截网32的发射过程中，导向头33能够对拦截网32的发射方向进行导向。

为了能够扩大拦截网32的拦截范围，上述气动抛网组件3还可以包括多个牵引头31(例如，8个)，牵引头31与拦截网32的外缘固定连接，当高压气瓶36中喷出的高压气体推动牵引头31发射后，多个牵引头31向远离筒体34的轴线方向运动。由于多个牵引头31能够向远离筒体34的轴线方向运动，通过高压气体推动牵引头31，带动拦截网32射出筒体34并进一步展开，从而能够扩大拦截网32的拦截范围，提高上述无人机机载抛网装置的拦截成功率。

从收纳的角度考虑，拦截网32可以叠放于导向头33内部，多个牵引头31置于导向头33的8个导向孔中。这样可以提高上述无人机机载抛网装置的结构紧凑性。

为了防止高压气瓶36与筒体34脱离，上述气动抛网组件3还可以包括固设于筒体34设有高压气瓶36一端的后盖35，后盖35与筒体34通过螺纹固定连接。当高压气体喷出高压气瓶36时，高压气体会产生后坐力，使得高压气瓶36受到反方向的作用力，由于后盖35与筒体34固定连接，从而能够对高压气瓶36起到轴向限位作用，防止高压气瓶36与筒体34脱离。

从设计的角度考虑，缓冲器11的最大行程需要大于筒体34的最大位移量。但是，这样存在筒体34位移过大，导致拦截方向变化过大的问题。因此，上述缓冲器的输出轴上可以套设限位环13，限位环13与输出轴受力滑动连接。根据实际拦截目标的远近以及精度要求，调整限位环13在输出轴上的位置，从而进一步调节缓冲器11的最大行程。

为了能够更好地缓解后坐力对无人机的影响，缓冲器11朝向筒体34的后端部相对于筒体34的中心线向上倾斜设置，倾斜角为45～60°。将缓冲器11的倾斜角设置在上述范围内，在高压气体发射时，缓冲器11可以更加有效地消耗一部分动能，进一步增加力作用的时间。同时，缓冲器11受到的后坐力可以分解为向上分力以及向后分力，将缓冲器11的倾斜角设置在上述范围内，可以在保证缓冲器11能够有效消耗后坐力的基础上，使得向后分力减小，进一步减小后坐力对无人机的影响。

需要说明的是，为了能够实现多目标拦截，上述无人机机载抛网装置可以采用多联装布局，也就是说，无人机机载抛网装置可以包括多组气动抛网组件3。对于多组气动抛网组件3的触发方式，采用触发组件2和气动抛网组件3一一对应的方式，一组触发组件2控制一组气动抛网组件3，每个气动抛网组件3均为独立控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无人机机载抛网装置，其特征在于，包括固定缓冲组件、触发组件和气动抛网组件；所述固定缓冲组件包括固定架和缓冲器，所述触发组件包括上下移动的触发杆，所述气动抛网组件包括拦截网、筒体、高压气瓶、蓄力弹簧、撞针和弹性限位件；

所述缓冲器的一端与筒体转动连接，另一端与固定架转动连接，所述筒体与固定架转动连接；

所述筒体的一端设置拦截网，另一端设置高压气瓶，所述高压气瓶的出气口朝向拦截网；

所述蓄力弹簧和撞针设于高压气瓶与拦截网之间，所述撞针设有针尖的一端朝向高压气瓶的出气口，另一端抵在蓄力弹簧上；

所述弹性限位件的一端位于撞针中，另一端穿过筒体与触发杆接触。

2.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述筒体的内壁开设有导向槽，所述撞针的外周面设有与导向槽配合的导向凸起。

3.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述气动抛网组件还包括挂载架；

所述筒体挂在挂载架的下端，所述挂载架分别与固定架和缓冲器转动连接。

4.根据权利要求3所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述挂载架包括用于夹紧筒体的上夹具和下夹具；

所述上夹具和下夹具固定连接，所述上夹具分别与固定架和缓冲器转动连接。

5.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述触发组件还包括舵机、摇臂和连杆；

所述摇臂的一端与舵机的输出轴固定连接，另一端与连杆的一端转动连接，所述连杆的另一端与触发杆转动连接。

6.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述气动抛网组件还包括导向头；

所述导向头固设于筒体的一端，所述拦截网设于导向头中。

7.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述气动抛网组件还包括多个牵引头31；

所述牵引头与拦截网的外缘固定连接；

当高压气瓶中喷出的高压气体推动牵引头发射后，多个牵引头向远离筒体的轴线方向运动。

8.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述缓冲器朝向筒体的后端部相对于筒体的中心线向上倾斜设置，倾斜角为45～60°。

9.根据权利要求1所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述缓冲器的输出轴上套设有限位环；

所述限位环与输出轴受力滑动连接。

10.根据权利要求1至9所述的无人机机载抛网装置，其特征在于，所述气动抛网组件的数量为多个，所述触发组件的数量为多个，所述触发组件和气动抛网组件一一对应的方式。